Energy in Future
 
Dr.-Ing. Dieter Bokelmann

解决方案

概要中所述的全球与德国一次能源碳中和发电的解决方案难以实现,原因有二。首先,全球相互之间的协调不起作用。这是一项先决条件。因为有些国家并没有足够的国土面积能通过太阳能和风能产生足够的绿色能源,而另一些国家的产能则供大于求。所以,必须进行组织调配。这也仅仅只是在短期内取得部分成功。其次,对太阳能和风能的投资将不得不在现有基础上大幅度成倍增加。

首先,全球的解决方案如下图所示。无论是在理论上还是实践上,一次能源的无碳发电都是可能的。然而,也存在上述的限制条件。

其次,给出了一个针对德国的解决方案。由于面积不足,无法进行自给自足的能源生产,如左图所示(德国面积的20.84%,包括海上系数1.2)。可能的变化,如右图所示。在这里,所需一次能源的约三分之一是通过太阳能和风能产生的。这一项所需的面积大约是150公里乘以150公里。余下的三分之二则是通过由绿色氢气或燃料驱动的燃气轮机产生的。或者,也可采用小型的核电站。这两种发电厂预计每个厂可发电400兆瓦。假设每个工厂所需的占地面积为1平方公里。在德国现有大约670家不同设计的发电厂。进而,还需要约600家新电厂。可以对一些现有的燃气轮机进行改造。这些发电厂所需的总面积只有25公里乘以25公里。这类能源发电所需的土地只有太阳能或风能所需土地的1%左右。此外,必须进口约65 万吨氢(或类似燃料)。氢(或类似的绿色人工燃料)一方面用于燃气轮机的运行,另一方面,也用于工业(例如:钢厂)和重载运输工具(卡车,可能还有公共汽车)。面临的挑战是,组织进口所需数量的人工燃料,与合适的国家签订合同,并进行专有技术的转让。

图中的面积要求大于其他资料中所计算的面积。一方面,这是因为还可对混合能源进行优化。另一方面,并不需要100%的一次能源。这是因为电动汽车等都远比内燃机更为高效。在其他页面上也考虑到了这一点。

图中的数据包含在图旁的表格中。